実効温度差(ETD)とは?冷房負荷計算の基本を初心者にもやさしく図解
実効温度差(ETD)ってなに?
壁を通って入ってくる熱の量は、ふつう「熱の通りやすさ(熱通過率K)×面積A×温度差Δt」で計算します。
このとき温度差は、本来なら「外気温−室温」です。ところが屋根や西日の当たる壁は、直射日光で表面が外気よりずっと熱くなっているので、単純な「外気温−室温」では入ってくる熱を小さく見積もりすぎてしまいます。
そこで、日射の影響と時間遅れをまとめて織り込んだ“見かけの温度差”=実効温度差(ETD)を使い、Q=K×A×ETDとして計算します。
📘 実効温度差(ETD)とは?
Equivalent Temperature Difference の略。日射を受ける外壁・屋根からの熱の侵入を、「日射ぶん」と「時間遅れ」を含めた仮想の温度差に置き換えたもの。
方位(東西南北・水平)と時刻ごとに、表の数値として与えられます。
なぜ単純な「外気温−室温」じゃダメなの?
🔧 現場での使いどころ:冷房能力が足りなくなるのを防ぐ
真夏の屋根の表面温度は、外気が30℃でも60〜70℃に達します。もし「外気温−室温」だけで計算すると、入ってくる熱を実際より小さく見積もり、選んだ冷房機が能力不足になって部屋が冷えない、という失敗につながります。
だから日射でアツアツになった表面のぶんを上乗せしたETDで安全に見積もるのです。
💡 炎天下の車のボンネット
炎天下に置いた車のボンネットは、外気が30℃でも触れないほど熱いですよね。あれは日射で表面がぐんと熱くなっているからです。
屋根や西壁もこれと同じ。その“日なたの熱さ”を温度差に反映したのがETD、とイメージすると分かりやすいです。
「時間遅れ(タイムラグ)」も大事なポイント
壁には熱をためる性質(熱容量)があります。そのため、外が一番暑い昼すぎにすぐ室内が暑くなるわけではなく、数時間遅れて室内へ熱が届きます。
しかも、厚くて重い壁(コンクリートなど)ほど遅れが大きく、ピークもなだらかになります。ETDはこの時間遅れも含んだ値なので、時刻と方位ごとに数字が変わります。
どう使う? 冷房負荷計算での位置づけ
- 屋根・外壁からの侵入熱:Q=K×A×ETD。方位と時刻でETD表を引く。
- 窓ガラスは別計算:ガラスは日射熱取得(日射が直接入る分)として別に扱う。
- 日射の当たらない内壁・床:単純な温度差でOK(ETDは不要)。
- ピーク時刻に注意:方位ごとに暑くなる時刻が違う(東は午前、西は午後など)。建物全体のピークで機器を選ぶ。
試験でのポイント
- 定義:日射と時間遅れを含む“見かけの温度差”=ETD。
- 計算:屋根・外壁の侵入熱 Q=K×A×ETD。
- 方位・時刻で変わる:表から該当値を読む。
- 重い壁ほど時間遅れが大きくピークが小さい(熱容量の効果)。
実効温度差は冷房負荷計算の頻出論点です。過去問で計算と考え方を確認しましょう。
👉 くわしく知りたい方はこちら顕熱・潜熱とは?空調の基本を初心者にもやさしく図解
✅ この記事のまとめ
- 実効温度差(ETD)=日射と時間遅れを含めた“見かけの温度差”。Q=K×A×ETDで使う。
- 屋根・西壁は日射で表面が高温(真夏の屋根は60〜70℃)。単純な内外温度差では熱を過小評価する。
- 壁は熱をためるので、室内へ伝わる熱は遅れて・なだらか(時間遅れ)。
- 重い壁ほど時間遅れが大きく、ピークが小さい。
- 窓ガラスはETDではなく日射熱取得として別計算。
よくある質問(FAQ)
Q. ETDは「外気温−室温」より大きいの?
A. 日射の当たる屋根・外壁では大きくなります。日射で表面が熱くなる分を上乗せしているためです。
Q. なぜ時間遅れが起きるの?
A. 壁が熱をためてから室内へ放出するためです。厚く重い壁ほど遅れが大きく、ピークもなだらかになります。
Q. 窓ガラスもETDで計算するの?
A. いいえ。ガラスは日射が直接入るため、日射熱取得として別に計算します。
Q. 重い壁と軽い壁、どちらが冷房に有利?
A. 重い壁はピークが遅れて小さくなるので、ピーク負荷を抑えやすく有利になりやすいです。
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